פריצת דרך טכנולוגית מגבירה את העמידות של פאנלים סולאריים פרובסקיטים

This post is also available in: English (אנגלית)

בשנים האחרונות, אנרגיה סולארית ממשיכה לעלות כמקור אנרגיה בולט. עם זאת, תהליך הייצור של פאנלים סולאריים – במיוחד אלה המיוצרים עם סיליקון מסורתי – הוא יקר ודורש אנרגיה אינטנסיבית. בעוד שסיליקון הוא החומר הנפוץ ביותר עבור תאים סולאריים, חוקרים כבר זמן רב מחפשים חלופה יעילה יותר, במחיר סביר כדי להפוך את האנרגיה הסולארית יותר נגיש ובר קיימא.

פתרון מבטיח צמח מתוך צוות בבית הספר למדעי החומרים וההנדסה של המכון הטכנולוגי של ג'ורג'יה. הצוות חקר גבישי פרובסקיט כתחליף ראוי לסיליקון בתאים סולאריים. גבישים אלה, המורכבים מאטומי יוד, עופרת ואלמנטים אורגניים, בעלי ביצועים מרשימים כמתחרים בסיליקון, והם יכולים להיות מיוצרים באמצעות ציוד זול יותר, על פי ההודעה לעיתונות.

עם זאת, לתאים סולאריים פרובסקיטים יש חסרון אחד משמעותי: תוחלת החיים שלהם. בעוד שתאי סיליקון יכולים להיות שימושיים עד 20 שנים, תאי פרובסקיט מתפרקים במהירות, ולעתים קרובות מתפרקים לאחר שנה אחת בלבד. החומר רגיש גם לטמפרטורות גבוהות, מה שמגביל את יעילותו באקלים חם.

כדי להתגבר על אתגר זה, צוות המחקר פיתח שיטת ייצוב חדשה שיכולה להאריך את חייהם של תאים סולאריים פרובסקיטים. הצוות השתמש בטכניקה הנקראת "vapor-phase infiltration", אשר מכניסה גז טיטניום לתוך שכבת הפרובסקיט בריק אור, תוך הצבת הפרובסקיט בין אלקטרודה שלילית וחיובית. תהליך זה מחזק את השכבה, מגביר את ההתנגדות של התאים לחום ומונע התבלות מוקדמת. הטכנולוגיה החדשה עוברת כעת ביקורת פטנטים.

פריצת דרך זו בטכנולוגיה של תאים סולאריים יכולה לשנות באופן משמעותי את התעשייה. על ידי שיפור העמידות של תאי פרובסקיט, טכניקת הייצוב הופכת אותם לאפשריים יותר לשימוש לטווח ארוך וייצור בקנה מידה גדול. זה יכול לעזור להאיץ את המעבר לאנרגיה מתחדשת בארה"ב, ומציע פתרון חסכוני ובר קיימא יותר עבור אנרגיה סולארית על פני מגזרים שונים.

החדשנות לא רק מבטיחה להגביר את האימוץ של אנרגיה סולארית, אלא גם תומכת במטרה הרחבה יותר של צמצום ההסתמכות על מקורות אנרגיה מסורתיים ומזהמים.